摘要:通过工程实例阐述大跨度上跨铁路转体桥施工方法及施工过程中的关键环节,为跨越铁路、公路等施工提出详细的解决方案。
关键词:大跨度;上跨铁路;转体桥;
随着铁路建设的不断发展,上跨既有铁路、公路等运营线路成为常态,转体桥这一施工方法应运而生,转体施工减少了施工过程对既有运营线路的影响,降低了施工风险。转体桥在上跨铁路桥梁建设中已得到了广泛的应用。
一、工程概况
跨胶黄铁路特大桥工程部分为营业线、邻近营业线施工。左线64#-67#墩为1-(72+128+72)m单线连续箱梁转体桥施工,上跨胶黄铁路,主跨128m,梁全长273.7米。结构形式为:时速200Km/h、单线有砟轨道(72+128+72)m预应力混凝土连续梁。连续梁悬臂施工(挂篮法)形成T构,双转模式,逆时针转动25.5°到位,中、边跨合拢段长度均为2米,中、边跨合拢段采用悬吊支架施工,两侧边跨现浇段长度为7.85米,采用支架法施工。转体结构由下转盘、球铰、上转盘、转体牵引系统组成,单墩转体重量为8700t。
二、总体施工步骤
承台基坑开挖→下球铰骨架下部承台施工→下转盘施工、下球铰、转动牵引系统安装→→上转盘施工→墩身施工→临时固结施工→0#块现浇施工→连续梁挂篮悬浇施工→边跨直线现浇段施工→试转→转体→边跨合龙段施工→安装合龙段挂篮→合龙口临时锁定→解除一侧的墩梁临时固结→安装合龙段模板、钢筋预应力管道→浇筑合龙段混凝土→预应力筋张拉、压浆、封锚→解除合龙口临时锁定→拆除合龙段施工底模及挂篮吊架(中跨合拢挂篮退至接触网安全限界外拆除)
三、转体结构安装施工
承台施工包含基坑开挖、承台施工、转体结构施工三部分。转动结构是本桥实施转体施工的关键部位,由下转盘、球铰、上转盘、转动牵引系统组成。球铰分上、下球铰,球铰间设置聚四氟乙烯片、固定上下球铰的钢销轴、下球铰设钢骨架。
下转盘采用C50混凝土现浇而成,下转盘上设置转动系统的下球铰、撑脚的环形滑道及转体拽拉千斤顶反力座等,滑道钢结构采用预制拼装办法进行施工。在下转盘上提前预留了4个较大的混凝土振捣孔,并隔一定距离设置排气孔和压浆孔,混凝土浇注时从下转盘锅底向上依次进行振捣,振捣密实后将振捣孔封死。振捣孔以外的混凝土浇注时采用插入式振捣设备自球铰边缘深入盘下,以保证下转盘混凝土的密实。
安装下球铰:下球铰骨架固定牢固后,吊装下球铰,要求下球铰骨架顶面的相对高差不大于5mm。骨架中心和球铰中心重合,要求下球铰中心,顺桥向误差±1mm,横桥向误差±1.5mm,施工采用十字线对中法,水平调整先使用普通水准仪调平,然后使用电子精密水准仪调平,球铰周围顶面处各点相对误差不大于1mm,然后固定调整螺栓。
安装上球铰:下转盘混凝土施工完成后,将Φ270mm转动定位钢销轴放入下转盘预埋套管中,然后进行下球铰聚四氟乙烯片的安装。本项目每个球铰布置847块聚四氟乙烯滑片,规格为φ60×20mm,允许应力不小于100MPa,聚四氟乙烯滑片在厂内进行制作,安装调试好后编好号码,现场根据编号将滑动片安放在相应的镶嵌孔内,安装前先将下球铰顶面和滑动片镶嵌孔清理干净,并将球面吹干,安装后要求顶面在同一球面上,误差不大于0.9mm。检查合格后,在下球铰球面上滑动片间涂抹黄油聚四氟乙烯粉(黄油聚四氟乙烯粉配比提前由试验确定),使其均匀的充满滑动片之间的空隙,并略高于滑动片顶面,保证滑动片顶面有一层黄油聚四氟乙烯粉。
撑脚和滑道的安装:承台混凝土浇注到第一层后(为2.15m高),安装下盘滑道骨架,骨架固定牢固后,吊装滑道钢板,对其进行对中调平,施工采用十字线对中法,使用普通水准仪与电子精密水准仪进行调平,使滑道周围顶面处各点相对误差小于2mm,调整并固定死螺栓。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆上转盘共设6组撑脚,每个撑脚为两根直径800mm钢管,下转盘滑道钢板与撑脚之间间隙原设计为2cm,实际在滑道钢板上填充石英砂,确保撑脚不下沉。施工时,在撑脚底和不锈钢板间放置由钢条做成的一个方框,方框厚度为17mm,内填石英砂,把撑脚水平地布置在石英砂上。每个滑道上布置12个砂箱,砂箱直径为500mm,用来支承上转盘和上部结构的重量,同时起到稳定上转盘作用。撑脚对称分布于纵轴线的两侧。砂箱放置在撑脚中间,每两个撑脚中间放一对砂箱。
上转盘施工:上转盘为长方体、高200cm;转台直径Φ1040cm、高80cm。转台是球铰、撑脚与上盘相连接的部分,又是转体牵引力直接施加的部位,转台内预埋转体牵引索,预埋端采用P型锚具,同一对索的锚固端在同一直径并对称于圆心,每根索的预埋高度和牵引方向应一致。每根索埋入转盘锚固长度大于250cm,每对索的出口点对称于转盘中心。牵引索外露部分圆顺地缠绕在转盘周围,互不干扰地搁置于预埋钢筋上,并做好保护措施,防止施工过程中钢绞线损伤或严重生锈。
上转盘撑脚安装好后,立模,绑扎钢筋,安装预应力筋及管道,预埋转体牵引索,浇筑混凝土。上转盘施工需搭设双排脚手架用以固定钢筋及模板。
四、转体T构施工
转体结构安装完成后进行转体T构施工,转体T构主要包括转体主墩、临时固结体系、连续梁梁体施工。
五、连续梁转体及合龙施工
(一)转体方案
连续梁结块完成并达到设计强度要求后进行张拉压浆作业,转体临时T构两侧栏杆、防护栅栏等桥面附属完成后安装转体牵引系统,联系具有相关资质的机构在转体前进行称重、配重工作,并在正式转体前进行试转,设置防超转设施;最后在铁路部门给定的要点时间内,每个转体用两套连续千斤顶牵引系统绕主墩转动轴拽拉,使整幅桥平行、顺时针转体,转体到位后浇注上、下转盘间混凝土,形成墩、承台固结体系。
(二)连续梁合龙方案
合龙顺序为:两主墩同时逆时针转体25.5°后先边跨合龙后中跨合龙。
转体→边跨合龙→安装中跨合龙段挂篮→合龙口临时锁定→解除一侧的墩梁临时固结→安装合龙段模板、钢筋预应力管道→浇筑合龙段混凝土→预应力筋张拉、压浆、封锚→解除合龙口临时锁定→拆除合龙段施工底模及挂篮吊架(中跨合拢挂篮退至接触网安全限界外拆除)。
由于(72+128+72)m转体连续梁转体、合龙施工在既有铁路上方,对铁路运营行车有一定的影响,为了确保铁路安全,我们经过多种方案比选、论证,对与铁路有关的主要部位的施工方案确定:合拢施工均使用吊架施工,转体前拆除65、66#T构挂篮,在66#小里程安装中跨合拢吊架,转体到位后,再进行65#墩、66#墩边跨合拢施工,边跨施工完毕后进行Ⅲ级要点施工(120min)行走中跨吊架,进行中跨合拢施工,支架外侧设防护网,防止落物,及时清理梁面杂物。边跨合龙完成后拆除边跨支架及边跨合龙段临时刚性连接构造,拆除墩顶临时固结。中跨合拢施工完毕后,分别进行Ⅲ级要点施工(120min)进行中跨模板脱模、中跨吊架退回及既有线上方66#墩中跨侧防抛网安装。待吊架退回到66#T构8#块即铁路安全界限以外后,进行吊架拆除工作。
六、结束语
转体桥施工技术已成为一种比较成熟的桥梁施工方法,近年来在铁路上的应用越来越广泛,尤其是上跨既有铁路,铁路运输车流量大,运营间隙少,安全风险高,转体桥施工技术安全可靠减少了对运营铁路的影响降低了风险,同时还有效的降低了施工成本,因而被更多的应用于桥梁工程的建设中,并取得了良好的社会效益与经济效益。随着科学技术的发展转体施工不断更新其施工技术与工艺,不论转体跨度、转体吨位、转体方法工艺都有了很大的进步,促进了转体施工工艺的广泛应用。
参考文献:
[1]铁路混凝土工程施工技术规程(Q/CR 9207-2017)
[2]铁路混凝土工程施工质量验收标准(TB 10424-2018)
[3]童江涛.共安大桥跨铁路转体施工技术[J].交通世界(建养机械),2012(05)
论文作者:石金星
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30